(57)【要約】【課題】工作機械の主軸を通してクーラントを効率よく加工点まで到達させ微少量のクーラントで開放タイプの加工にも適した加工を行うことを可能にする。【解決手段】主軸１５の後端から主軸１５の前端まで主軸の回転軸線に沿って延びるクーラント通路６７を通って主軸１５の前端へ到達するようにクーラント通路６７の横断面よりも細い噴流としてクーラント通路６７内へクーラントを噴射し、クーラント通路６７を通って主軸１５の前端に到達したクーラントを工具内に設けられたクーラント供給路を通じて加工点に供給する。【選択図】図１
2010105109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する主軸の前端に保持された工具でワークを加工する加工点にクーラントを供給しながらワークを加工する加工方法において、
前記主軸の後端から前記主軸の前端まで前記主軸の回転軸線に沿って延びるクーラント通路を通って前記主軸の前端へ到達するように前記クーラント通路の横断面よりも細い噴流として前記クーラント通路内へクーラントを噴射し、前記クーラント通路を通って前記主軸の前端に到達したクーラントを前記主軸の前端に保持される前記工具内に設けられたクーラント供給路を通じて前記加工点に供給するようにしたことを特徴とした加工方法。
【請求項２】
前記主軸の後端から前記クーラント通路内へ圧縮空気をさらに供給するようにした、請求項１に記載の加工方法。
【請求項３】
回転する主軸の前端に保持された工具でワークを加工する加工点にクーラントを供給しながらワークを加工する工作機械の主軸装置であって、
前記主軸の後端から前記主軸の前端まで前記主軸の回転軸線に沿って延びる直線状のクーラント通路と、
前記主軸の後方に設けられ、前記クーラント通路の横断面よりも細い噴流として前記クーラント通路内へクーラントを噴射するクーラント噴射装置と、
を備え、前記クーラント噴射装置から噴射され前記クーラント通路を通って前記主軸の前端に到達したクーラントが前記主軸の前端に保持される前記工具内に設けられたクーラント供給路を通じて前記加工点に供給されるようになっていることを特徴とした工作機械の主軸装置。
【請求項４】
前記主軸装置は、前記クーラント通路内へ圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置をさらに備える、請求項３に記載の工作機械の主軸装置。
【請求項５】
前記工具は前記主軸の前端に装着された工具ホルダを介して前記主軸に保持されており、前記工具ホルダに前記工具のクーラント供給路に連通するクーラント流通路が設けられている、請求項３又は請求項４に記載の工作機械の主軸装置。
【請求項６】
前記工具内に設けられた前記クーラント供給路は前記クーラント通路と一直線上に整列して延びており、前記クーラント噴射装置から噴射された前記クーラントの噴流が前記工具の先端まで到達するようになっている、請求項３から請求項５の何れか一項に記載の工作機械の主軸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工点にクーラントを供給しながらワークを加工する加工方法及び工作機械の主軸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削加工では、工具でワークを切削する加工点の冷却及び潤滑のために加工点にクーラントを供給することが一般的である。ところが、近年、加工に使用されるクーラントの回収や処理が問題となってきており、クーラントの使用量を減らす試みがなされてきた。その一つが最少量潤滑（ＭＱＬ）加工である。
【０００３】
最小量潤滑加工では、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているように、工作機械の外部から加工点へ少量の液状クーラントを間欠的に噴射したり、クーラントをミスト状にして加工点に噴射したりしていた。ところが、加工点に噴射するクーラントの量を少なくしすぎると、外部から加工点へ噴射されるクーラントが工具の回転によってはじき飛ばされて加工点まで到達せず、十分な冷却作用及び潤滑作用が得られないという問題が生じる。このため、近年は、主軸の内部に設けたクーラント供給路を通じて工具の先端までクーラントを供給し効率よく加工点まで到達させることができるスルースピンドル方式が採用されることが多くなってきている。この場合、特許文献３に開示されているように主軸の後端にロータリジョイントを設けて、回転部分である主軸（詳細にはそのクーラント供給路）と非回転部分であるクーラント供給源（詳細にはそこから延びるクーラント供給管）との間を接続する必要がある。また、クーラント供給路を通じて液状のクーラントを工具の先端まで供給するためには、クーラント供給路をクーラントで充満させなければならず、ロータリジョイントにシール機構を設ける必要がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２８６４２号公報
【特許文献２】特開２００８−１１０４３０号公報
【特許文献３】特開２００５−２８８６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、スルースピンドル方式で加工点に液状クーラントを供給する場合、上述したように主軸の後端にロータリジョイントを設けなければならず、故障が発生しやすいという問題がある。さらに、液状のクーラントをクーラント供給路に供給する場合、ロータリジョイントにシール機構を設けなければならないため、定期的な保守が必要となるという問題がある。
【０００６】
さらに、クーラント供給路にミスト状のクーラントを供給する場合、クーラント供給路に径方向の段差や湾曲部などがあるとミスト状クーラントの粒子の合体やクーラント供給路の壁面への付着が発生しやすくなり、工具まで到達するミスト状クーラントの量が少なくなってしまう。ミスト状クーラントはミスト状クーラントを気中に包含する２相混合流体の状態で搬送されるので、当然ながら、ミスト状クーラントの粒子径を小さくする程このようなミスト状クーラントの粒子の合体やクーラント供給路の壁面への付着を抑制することができるようになる。このため、ミスト状クーラントの粒子径を小さくするための技術がこれまで開発されてきた。
【０００７】
一方、現状のミスト状クーラントを用いた加工は、ドリルによる穴開け加工のような閉鎖空間での加工には有効であるが、リーマ、エンドミル、正面フライスなどを用いて開放空間で行われる加工では期待通りの効果を発揮しない。これは、開放タイプの加工では、工具の先端から噴射されたミスト状クーラントのうちの一部が工具の先端に付着すると共に大部分のミスト状クーラントが空中に飛散してしまうため、実際に加工点に到達して機能するミスト状クーラントは少ないからである。このような飛散するミスト状クーラントの量は粒子径が細かくなるほど増加することが分かっている。
【０００８】
すなわち、クーラント供給路を効率よく通過するためにはミスト状クーラントの粒子径が小さいことが望ましいが、工具から加工点に噴射される際には逆にミスト状クーラントの粒子径が大きいほどクーラントとしての効果が高くなり、ミスト状クーラントの細粒化は逆効果となる。このため、想定以上の大量のミスト状クーラントを加工点に供給することで実用に耐えられるようにしているが、これはクーラントの使用を少なく抑える要求に反しているという問題がある。
【０００９】
さらに、リーマ、エンドミル、正面フライスなどのように外周や円筒面がワークの仕上げ面と高速で擦りあう工具を用いた開放タイプの加工では、クーラントによる潤滑が加工性能に大きな影響を与えるため、クーラントはミスト状よりも薄膜状すなわち液状で加工点に供給されることが望ましい。
【００１０】
本発明は前述の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ロータリジョイントを設ける必要なしに主軸を通してクーラントを効率よく加工点まで到達させ微少量のクーラントで開放タイプの加工にも適した加工を行うことを可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述の目的を達成するため、本発明によれば、回転する主軸の前端に保持された工具でワークを加工する加工点にクーラントを供給しながらワークを加工する加工方法において、前記主軸の後端から前記主軸の前端まで前記主軸の回転軸線に沿って延びるクーラント通路を通って前記主軸の前端へ到達するように前記クーラント通路の横断面よりも細い噴流として前記クーラント通路内へクーラントを噴射し、前記クーラント通路を通って前記主軸の前端に到達したクーラントを前記主軸の前端に保持される前記工具内に設けられたクーラント供給路を通じて前記加工点に供給するようにした加工方法が提供される。
【００１２】
上記加工方法によれば、主軸の後端から主軸の前端まで主軸の回転軸線に沿って延びるクーラント通路を通って主軸の前端へ到達するようにクーラント通路の横断面より細い噴流としてクーラント通路内へクーラントを噴射するので、少量のクーラントがクーラント通路の壁面に付着することなく主軸の前端まで無駄なく到達することができる。また、クーラントは噴流としてクーラント通路内に噴射されるので、クーラント供給源が主軸の外部の非回転部分に設けられていてもロータリジョイントを用いることなくクーラント供給源からクーラント通路にクーラントを供給することができる。さらに、クーラントはクーラント通路内に液状の形態で供給されるが、クーラント通路を通過するのみでクーラント通路内に充満しないので、クーラント通路にシール機構を設ける必要もない。加えて、クーラントは加工点に液状の形態で供給されるので、閉鎖タイプの加工のみならず開放タイプの加工にも適応することができる。
【００１３】
上記方法において、前記主軸の後端から前記クーラント通路内へ圧縮空気をさらに供給することが好ましい。このようにクーラント通路内に圧縮空気を供給すれば、クーラントを噴射するときやクーラントがクーラント通路を通過するときにクーラントの噴流の一部が周囲の空気との摩擦でミスト状になっても、ミスト状クーラントは圧縮空気によって主軸の前端に向かって押し出されクーラント通路を逆流することが防止されるので、クーラントの噴流の流れを妨げることがない。
【００１４】
また、上述の目的を達成するために、本発明によれば、回転する主軸の前端に保持された工具でワークを加工する加工点にクーラントを供給しながらワークを加工する工作機械の主軸装置であって、前記主軸の後端から前記主軸の前端まで前記主軸の回転軸線に沿って延びる直線状のクーラント通路と、前記主軸の後方に設けられ、前記クーラント通路の横断面よりも細い噴流として前記クーラント通路内へクーラントを噴射するクーラント噴射装置とを備え、前記クーラント噴射装置から噴射され前記クーラント通路を通って前記主軸の前端に到達したクーラントが前記主軸の前端に保持される前記工具内に設けられたクーラント供給路を通じて前記加工点に供給されるようになっている工作機械の主軸装置が提供される。
【００１５】
前記工作機械の主軸装置は、前記クーラント通路内へ圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置をさらに備えることが好ましい。
【００１６】
また、前記工具は前記主軸の前端に装着された工具ホルダを介して前記主軸に保持されており、前記工具ホルダに前記工具のクーラント供給路に連通するクーラント流通路が設けられていてもよい
【００１７】
さらに、前記工具内に設けられた前記クーラント供給路は前記クーラント通路と一直線上に整列して延びており、前記クーラント噴射装置から噴射された前記クーラントの噴流が前記工具の先端まで到達するようになっていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、クーラントを噴流で送るので少量のクーラントしか消費されず、また、クーラントがクーラント通路の壁面に付着することなく主軸の前端まで無駄なく到達することができるので、クーラントの消費を抑制することができる。また、ロータリジョイントやシール機構の必要なしにクーラント通路にクーラントを供給できるので、保守も容易になる。さらに、液状のクーラントが加工点に供給されるので、クーラントをミスト化のために要する待ち時間も必要なく、また、閉鎖タイプの加工のみならず、開放タイプの加工にも適応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、工作機械の主軸装置において工具を把持し加工を行う側を前方、その反対側を後方と呼称している。すなわち、「前」という用語は主軸装置の加工を行う側、「後」という用語はその反対側を意味している。
【００２０】
図１は工具を把持するときの本発明による工作機械の主軸装置の断面図、図２は工具を解放するときの図１の主軸装置の断面図、図３は主軸装置に工具及び工具ホルダを把持した状態を示す概略図である。
【００２１】
図１を参照すると、主軸装置１１は、前部ハウジング１３ａと後部ハウジング１３ｂとによって構成された中空状のハウジング１３と、ハウジング１３内に回転可能に支持されている主軸１５とを備えている。主軸１５は、前部ハウジング１３ａ内に設けられ互いに間座１７によって離間して配置された二つの前方軸受１９と、後部ハウジング１３ｂの後部に形成された穴に嵌合された軸受ケース２１内に並んで収容されている二つの後方軸受２３とによって、ハウジング１３の内部に回転可能に支持されている。前方軸受１９の内輪は、後端を主軸１５の外周面に焼き嵌めされた後述する取付スリーブ２９の前端に当接させ且つ前端を主軸１５の前部外周面に形成された肩部に当接させて主軸１５上の所定位置に固定されている一方、前方軸受１９の外輪は、後端を前部ハウジング１３ａの内周面に形成された肩部に当接させ且つ前端を軸受押え２５に当接させてハウジング１３の所定位置に固定されている。また、後方軸受２３の外輪は、前端を軸受ケース２１の前壁に形成された肩部に当接させ且つ後端を軸受ケース２１の後壁に形成された肩部に当接させてハウジング１３の所定位置に固定されている一方、後方軸受２３の内輪は、前端のみを主軸１５の後部の外周面に形成された肩部に当接させて主軸１５上の所定位置に固定されている。
【００２２】
さらに、主軸１５は、後部ハウジング１３ｂ内に設けられたビルトインモータ２７によって中心軸線Ｏを回転軸線として回転駆動されるようになっている。詳細には、ビルトインモータ２７のロータ２７ａとステータ２７ｂとは半径方向に離間して配置されており、ステータ２７ｂがハウジング１３の内周面に取り付けられている一方、ロータ２７ａがステータ２７ｂと半径方向に間隔を空けて主軸１５の外周面に焼き嵌めされた取付スリーブ２９に取り付けられている。
【００２３】
主軸１５の先端部には、工具Ｔ（図３）が取り付けられた工具ホルダ３１を装着するための工具装着穴３３が設けられており、工具装着穴３３内に設けられた把持部材３５の先端から半径方向外方に突出するコレット３７を工具ホルダ３１の後端部の穴の内周面に設けられた環状溝（図示せず）に係合させることによって、工具ホルダ３１が工具装着穴３３に着脱可能に装着される。把持部材３５の動作は、ハウジング１３の後方に設けられたドローバー駆動装置３９で主軸１５の中心貫通孔４１内に設けられたドローバー４３を中心軸線Ｏに沿って進退させることによって制御される。
【００２４】
ドローバー４３は、後側ドローバー部材４３ａと、後側ドローバー部材４３ａの前端部に螺着された前側ドローバー部材４３ｂと、前側ドローバー部材４３ｂの前端部に連結された延長部材４３ｃとによって構成されており、後側ドローバー部材４３ａの後端部は主軸１５の後端に取り付けられた案内カラー４５を通って主軸１５の外部へ突出している。案内カラー４５は、後側ドローバー部材４３ｂの後端部を中心軸線Ｏに沿った位置に保持、案内する役割を果たす。さらに、延長部材４３ｃの先端には、筒状の制御部材４７が螺着されている。制御部材４７の後部の外周面にはコレット３７のための逃げ穴４９が形成されており、工具装着穴３３から工具ホルダ３１を解放するときに図２に示されているようにドローバー４３で制御部材４７を前方に押し出すことによって把持部材３５のコレット３７がこの逃げ穴４９に受容、退避することを可能にさせるようになっている。
【００２５】
前側ドローバー部材４３ｂの前端部の周囲には、主軸１５の中心貫通孔４１の周面から所定距離離れた位置に前側ドローバー部材４３ｂの前端部を保持するための案内スリーブ５１が、前端を中心貫通孔４１の周面に形成された肩部に当接させた状態で配置されており、前側ドローバー部材の後端部の周囲には、主軸１５の中心貫通孔４１の周面から所定距離離れた位置に前側ドローバー部材４３ｂの後端部を保持するためのばね座リング５３が螺着されている。案内スリーブ５１とばね座リング５３は、前側ドローバー部材４３ｂの外周面と主軸１５の中心貫通孔４１の周面との間に、前側ドローバー部材４３ｂの外周面と主軸１５の中心貫通孔４１の周面と案内スリーブ５１の後端面とばね座リング５３の前端面とにより囲まれた環状の空間をばね室として形成する。このばね室には、案内スリーブ５１の後端面を固定ばね座とし且つばね座リング５３の前端面を可動ばね座として、多数の皿ばねからなる戻りばね５５が配置され、ドローバー４３を後方に付勢するようになっている。
【００２６】
ドローバー４３は、ドローバー駆動装置３９によって主軸１５の中心貫通孔４１内を前後に移動できるようになっている。ドローバー駆動装置３９は、後部ハウジング１３ｂの後端に取り付けられたドローバー駆動シリンダ５７と、ドローバー駆動シリンダ５７内で油圧により中心軸線Ｏに沿って往復運動するドローバー駆動ピストン５９とを備えている。ドローバー駆動ピストン５９は、油圧源８９から第１の油圧ポート６１を通してドローバー駆動シリンダ５７内に作動油を供給し且つ第２の油圧ポート６３を通してドローバー駆動シリンダ５７内から作動油を排出させることによってドローバー駆動シリンダ５７内を前方に移動させられる一方、油圧源８９から第２の油圧ポート６３を通してドローバー駆動シリンダ５７内に作動油を供給し且つ第１の油圧ポート６１を通してドローバー駆動シリンダ５７内から作動油を排出させることによってドローバー駆動シリンダ５７内を後方に移動させられる。ドローバー駆動ピストン５９は、案内カラー４５から突出する後側ドローバー部材４３ａの後端部と対面するように後部ハウジング側に突出する突出部５９ａを有しており、ドローバー駆動ピストン５９を油圧により前方に移動させて突出部５９ａを後側ドローバー部材４３ａの後端部に当接させて押圧することにより、戻りばね５５の付勢力に抗してドローバー４３を前方に移動させることができる。一方、ドローバー駆動ピストン５９を油圧により後方に移動させて突出部５９ａを後側ドローバー部材４３ａの後端部から引き離すと、戻りばね５５の付勢力によりドローバー４３は後方に押し戻される。このような機構により、ドローバー駆動装置３９はドローバー４３を進退させることができるようになっている。
【００２７】
本発明の主軸装置１１には、さらに、制御部材４７及びドローバー４３の内部を延びるクーラント供給管６５が設けられており、クーラント供給管６５の内部にクーラント通路６７が形成されている。また、ドローバー駆動装置３９のドローバー駆動ピストン５９の後部には空洞部５９ｂが形成されており、この空洞部５９ｂに、中心軸線Ｏ方向に移動可能な浮動管６９が収容されている。浮動管６９の前端部には、ドローバー４３の後端部からドローバー駆動ピストン５９の突出部５９ａを貫通して延びるクーラント供給管６５が所定長さだけ挿入されている一方、浮動管６９の後端部には、ドローバー駆動装置３９の後端に取り付けられたマニホールド７１からドローバー駆動シリンダ５７の後壁を貫通して延びる接続管７３が挿入されている。なお、クーラント供給管６５をドローバー駆動ピストン５９の空洞部５９ｂに通すためにドローバー駆動ピストン５９に形成された貫通孔の内径は、クーラント供給管６５の外径よりも大きく、クーラント供給管６５が貫通孔の内壁に接触しないようになっている。浮動管６９の後部には、周方向に離間して浮動管６９の外周面から半径方向に突出する複数の羽根部６９ａが設けられており、マニホールド７１の前端部から延びる回転止め７５が隣接する羽根部６９ａの間に挿入されるようになっている。さらに、浮動管６９の後端部とマニホールド７１の前端との間には付勢ばね７７が設けられており、浮動管６９を前方に付勢して、クーラント供給管６５の後端から所定距離だけ離れた位置にクーラント供給管６５の外周面から半径方向に突出して設けられた環状肩部７９に浮動管６９の前端面を当接させるようにしている。
【００２８】
浮動管６９は、ドローバー駆動装置３９の後端に取り付けられたマニホールド７１から延びる回転止め７５と浮動管６９の羽根部６９ａとの干渉によって回転することが防止される一方、クーラント供給管６５は浮動管６９に単に挿入されているだけであるので、主軸１５の回転に伴ってクーラント供給管６５が回転しても、クーラント供給管６５は浮動管６９に対して回転することが許容される。また、浮動管６９は付勢ばね７７によってクーラント供給管６５の環状肩部７９に向かって付勢されており且つマニホールド７１から延びる接続管７３は浮動管６９に単に挿入されているだけであるので、ドローバー駆動装置３９によってドローバー４３が進退されるのに伴ってクーラント供給管６５が中心軸線方向に移動しても、浮動管６９はクーラント供給管６５の動きに追従し、クーラント供給管６５と浮動管６９とが接続された状態を維持することができる。したがって、ロータリジョイントを使用することなく、主軸１５と共に回転し且つドローバー４３と共に進退するクーラント供給管６５と、非回転部分であるマニホールド７１とを接続することができる。なお、マニホールド７１から延びる接続管７３及び回転止め７５は、浮動管６９がクーラント供給管６５の動きに追従して前方に移動しても接続管７３が浮動管６９に挿入された状態及び回転止め７５が羽根部６９ａと干渉する状態を維持するに十分な長さを有しているものとする。
【００２９】
マニホールド７１には、クーラント供給源（図示せず）から延びる配管が接続されるクーラントポート８１と、圧縮空気源（図示せず）から延びる配管が接続されるエアポート８３とが形成されている。さらに、クーラントポート８１には、噴射ノズル８５が設けられており、クーラントポート８１に供給されるクーラントをクーラント供給管６５のクーラント通路６７の横断面よりも細い噴流として浮動管６９及びクーラント通路６７内に噴射するようになっている。噴射ノズル８５の噴射口の直径は例えば０．１ｍｍ程度とすることができる。クーラントの噴流は、噴射ノズル８５からクーラント通路６７に連続的に噴射されてもよく断続的に噴射されてもよい。なお、クーラントポート８１に供給されるクーラントの圧力は、気体にもミストにもならない臨界圧力以下で且つ噴流としてクーラント通路６７を通って主軸１５の先端に装着された工具ホルダ３１まで到達できるような圧力でクーラントが噴射ノズル８５から噴出されるように適宜に設定される。一方、エアポート８３に供給された圧縮空気は、マニホールド７１及び浮動管６９を通して、クーラント供給管６５の内周面とクーラントの噴流の外周との環状隙間を通るようにクーラント供給管６５のクーラント通路６７内に供給されるようになっている。
【００３０】
次に、図１〜図３に示される主軸装置１１の動作を説明する。
主軸１５の工具装着穴３３から工具Ｔを保持した工具ホルダ３１を解放して外すとき、図２に示されているように、油圧源８９からドローバー駆動装置３９の第１の油圧ポート６１を通してドローバー駆動シリンダ５７内に作動油を供給すると共に第２の油圧ポート６３を通してドローバー駆動シリンダ５７内から作動油を排出して、ドローバー駆動ピストン５９を中心軸線Ｏに沿って前方に移動させ、ドローバー駆動ピストン５９の突出部５９ａをドローバー４３の後端部に当接させて前方に押圧する。これにより、ドローバー４３が戻りばね５５の付勢力に抗して中心軸線Ｏに沿って前方に移動すると、ドローバー４３の延長部材４３ｃに連結された制御部材４７が前方に移動し、把持部材３５のコレット３７が制御部材４７の外周面の逃げ穴４９に受容、退避できるようになり、コレット３７による工具ホルダ３１の把持が解除され、工具装着穴３３から工具ホルダ３１を外し、別な工具ホルダ３１を装着することが可能になる。
【００３１】
なお、ドローバー４３が中心軸線Ｏに沿って前方に移動したときでも、浮動管６９は付勢ばね７７によって前方に付勢されて浮動管６９の後部にマニホールド７１から延びる接続管７３を受容した状態を保ちながら前方に移動し、浮動管６９の前端面をクーラント供給管６５の後端部の外周面の環状肩部７９に当接した状態を維持する。したがって、クーラント供給管６５の後端部が浮動管６９から抜け外れることはない。
【００３２】
工具Ｔを保持した工具ホルダ３１を工具装着穴３３に把持するときには、図１に示されているように、油圧源８９からドローバー駆動装置３９の第２の油圧ポート６３を通してドローバー駆動シリンダ５７内に作動油を供給すると共に第１の油圧ポート６１を通じてドローバー駆動シリンダ５７内から作動油を排出して、ドローバー駆動ピストン５９を中心軸線Ｏに沿って後方に移動させる。すると、ドローバー駆動ピストン５９によるドローバー４３の前方への押圧がなくなり、戻りばね５５の付勢力によってドローバー４３は中心軸線Ｏに沿って後方に移動し、これに伴ってドローバー４３の延長部材４３ｃに連結された制御部材４７も後方に移動する。これにより、把持部材３５のコレット３７が制御部材４７の逃げ穴４９から外れて、把持部材３５のコレット３７が工具ホルダ３１の後端部の穴の内周面の環状溝に係合した状態にロックされ、工具Ｔを装着した工具ホルダ３１が主軸１５の工具装着穴３３に把持される。
【００３３】
また、ドローバー４３が中心軸線Ｏに沿って後方に移動すると、クーラント供給管６５の後端部の外周面の環状肩部７９によって浮動管６９が後方に押圧され、浮動管６９は、両側にクーラント供給管６５の後端部及びマニホールド７１の接続管７３を受容したまま付勢ばね７７の付勢力に抗して後方に移動する。
【００３４】
このように工具Ｔを保持した工具ホルダ３１が工具装着穴３３に把持されているとき、クーラント供給管６５のクーラント通路６７とマニホールド７１の接続管７３とは浮動管６９を介して一直線上に整列された状態となっている。一方、ドローバー駆動ピストン５９の突出部５９ａとドローバー４３の後端部とは離間しているので、この状態で主軸１５の回転に伴ってドローバー４３が回転しても、ドローバー駆動ピストン５９との間に回転抵抗は生じない。また、クーラント供給管６５の外径は、ドローバー駆動ピストン５９の貫通孔の内径よりも小さいので、クーラント供給管６５とドローバー駆動ピストン５９との間で回転抵抗が生じることもない。したがって、この状態で主軸１５と共にドローバー４３及びクーラント供給管６５が回転しても、ドローバー駆動装置３９は主軸１５、ドローバー４３及びクーラント供給管６５に対してほとんど回転抵抗を与えない。
【００３５】
加工が開始されると、クーラント供給源からマニホールド７１のクーラントポート８１に適宜の圧力でクーラントが供給され、噴射ノズル８５から接続管７３、浮動管６９及びクーラント通路６７の横断面よりも細い噴流としてクーラントが噴射される。噴射されたクーラントの噴流は、接続管７３、浮動管６９及びクーラント通路６７を通ってこれらの周壁に接触することなく主軸１５の先端に装着された工具ホルダ３１まで到達する。クーラント供給管６５のクーラント通路６７を通って主軸１５の先端に装着される工具ホルダ３１まで到達したクーラントは、クーラント通路６７内に供給される圧縮空気の圧力と噴流のクーラント自体の動圧とによって、図３に示されているように工具ホルダ３１及び工具Ｔの内部に形成されたクーラント供給路８７内に侵入して工具Ｔの先端から加工点に向かって供給され、加工点を潤滑させる。
【００３６】
クーラントは、噴流としてクーラント通路６７内に供給されるので、クーラント通路６７の周壁（クーラント供給管６５の内周面）にほとんど付着することなくクーラント通路６７を通して工具ホルダ３１までクーラントを供給することができる。したがって、クーラント通路６７内にクーラントを充満させる必要がなくなり、その結果、クーラント供給管６５と浮動管６９との接続部並びに浮動管６９とマニホールド７１との接続部にシール機構を設ける必要がなくなる。
【００３７】
また、マニホールド７１の噴射ノズル８５からクーラントが噴出されるときや、クーラントの噴流がクーラント通路６７内を通過するときに、クーラントの噴流の外周面と周囲との摩擦によりミスト状のクーラントが発生することがあるが、クーラント通路６７内に圧縮空気が供給されているので、発生したミスト状のクーラントはクーラント通路６７内をマニホールド７１に向かって逆流することはない。さらに、クーラント通路６７内に供給される圧縮空気は、クーラント通路６７を通って工具ホルダ３１に到達したクーラントを工具ホルダ３１内のクーラント供給路８７内に送り込む役割も果たす。なお、工具ホルダ３１及びこれに保持される工具Ｔ内に形成されたクーラント供給路８７がクーラント通路６７と一直線上に整列しており且つクーラントの噴流よりも広い断面を有する場合には、噴流のクーラントが工具ホルダ３１及び工具Ｔのクーラント供給路８７を直進して工具Ｔの先端から加工点に直接到達できるので、クーラント通路６７に圧縮空気を供給しなくてもよい。
【００３８】
以上、図示される実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は図示される実施の形態に限定されるものではない。例えば、図示される実施の形態では、主軸装置１１は、工具ホルダ３１の後端部の穴の内周面に形成された環状溝に把持部材３５のコレット３７を係合させるタイプのドローバー４３を備えているが、本発明は、クーラント通路６７が主軸１５を貫通して延びるようになっていれば、ドローバーを備えない主軸装置や他のタイプの主軸装置にも適用できる。例えば、本発明は、工具ホルダの後端部の外周面に形成されたプルスタッドに把持部材のコレットを係合させるタイプのドローバーを備えた主軸装置にも適用でき、また、ドローバー４３を設けずに流体チャックなどで工具ホルダ３１を主軸に把持するタイプの主軸装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】工具を把持するときの本発明による工作機械の主軸装置の中心軸線に沿った縦断面図である。
【図２】工具を解放するときの図１の主軸装置の中心軸線に沿った縦断面図である。
【図３】主軸装置の主軸の先端に工具ホルダ及び工具を把持した状態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１    主軸装置
１５    主軸
３１    工具ホルダ
６７    クーラント通路
８５    噴射ノズル
８７    クーラント供給路
【図１】
2010105109.tif 000003
【図２】
2010105109.tif 000004
【図３】
2010105109.tif 000005